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《基于AES算法的功耗分析攻擊防御方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、工程碩士學位論文基于AES算法的功耗分析攻擊防御方法研究作者姓名吳鏡聰工程領域集成電路工程校內指導教師賀小勇副教授校外指導教師胡劍琛工程師所在學院電子與信息學院論文提交日期2018年3月ThePowerAnalysisResistantMethodBasedonAESAlgorithmADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WuJingcongSupervisor：Prof.HeXiaoyongSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要2001年美國標準技術局將比利時密碼
2、學家JoanDaemen和VincentRijmen所提出的AES高級加密算法公布為美國聯(lián)邦政府使用的高級加密標準。AES算法的高安全性特點使其在過去十多年間在各個領域中得到廣泛應用，為信息安全作出巨大的貢獻。隨著加密算法的廣泛應用，一些針對于密碼破解的相關手段同樣得到突破性發(fā)展。當中側信道攻擊方法最為突出，其將獲取到的側信道信息加以數(shù)理處理可有效恢復出隱藏的密鑰信息。其中功耗分析方法是側信道攻擊一種，該方法不需要高昂設備和嚴密操作，并且攻擊者更加不需要熟悉加密電路內部結構。掩碼技術和隱藏技術是目前最主流功耗攻擊防御手段。掩碼技術在算法級對加密電路進行防護，使用簡單便利但其防御能力并不高，
3、特別是難以抵抗高階功耗分析攻擊；而隱藏技術主要在電路結構和器件結構上做文章，防御性能較高但一般為芯片增加大量面積和制造難度。本論文針對功耗分析攻擊關鍵技術和AES加密算法原理，對現(xiàn)有防御技術進行改進創(chuàng)新并提出基于傳輸門的雙軌邏輯電路和混沌觸發(fā)器電路，旨在增強AES加密芯片安全性能。完成的主要研究工作如下：1)提出基于傳輸門結構的雙軌邏輯防御方法。該方法在保持AES算法功能不改變前提下，利用傳輸門構建雙軌邏輯電路對AES算法電路進行改進加固。與標準雙軌邏輯相比，該方法有效減少異或門邏輯電路面積。由于傳輸門結構的對稱性可有效減弱由于不同邏輯電路傳播延時導致的功耗泄露問題。利用基于傳輸門結構的雙
4、軌邏輯電路相對于標準雙軌邏輯將釋放出更加均衡的動態(tài)功耗。2)提出基于混沌觸發(fā)器電路的新穎防御方法。本論文提出通過數(shù)字電路實現(xiàn)混沌觸發(fā)器電路方法。通過隨機控制信號對混沌觸發(fā)器進行重構，并控制參與運算的邏輯門個數(shù)從而實現(xiàn)功耗隨機性釋放，降低功耗與數(shù)據(jù)之間相關程度。通過數(shù)字電路實現(xiàn)的混沌電路與現(xiàn)有基于模擬電路的混沌電路相比，其面積與制作難度上存在明顯優(yōu)勢。關鍵詞：AES算法，功耗分析攻擊，雙軌邏輯電路，混沌觸發(fā)器ABSTRACTAmericanStandardTechnologyBureauannouncedthattheAESproposedbyBelgiancryptographyJoanD
5、aemenandVincentRijmenwasregardedastheadvancedencryptionstandardforthefederalgovernment.InthepassdecadeshighsecurityofAESalgorithmmakeitselfwidelyusedinallfieldsandmakegreatcontributiontoinformationsecurity.Withthewideapplicationofencryptionalgorithm,decrypttechniquesweredevelopedintenselyatthesame
6、time.Amongthesetechniques,sidechannelattackisthemostprominent.Itcaneffectivelydecrypttheconcealedcipherswithuseofsidechannelinformationprocessedbymathematicalstatistics.Poweranalysistechniqueisoneofthesidechannelinformationattack.Itdoesn’trequireanyexpensivedeviceandstrictoperation.Andattackerhasn
7、oneedtounderstandthestructureofenciphercircuit.MaskingandHidingwerethemainstreampoweranalysisresistanttechniquesnowadays.Maskingtechniqueprotectstheciphercircuitinalgorithmlevel.Itiseasytousebuthasdrawbackoflowde
